胥 剛

（安徽省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)，安徽宿州 234000）

一起測(cè)井儀遇卡孔內(nèi)事故的處理與教訓(xùn)

胥 剛

（安徽省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)，安徽宿州 234000）

煤田鉆孔終孔測(cè)井前大幅度調(diào)整泥漿性能，用稀泥漿循環(huán)沖孔，破壞了原孔壁的穩(wěn)定性，引發(fā)破碎巖石掉塊，造成測(cè)井探管遇卡，如果處理方法不當(dāng)將造成事故的復(fù)雜化。通過(guò)實(shí)例敘述了探管遇卡的經(jīng)過(guò)，分析了遇卡原因，從處理方案的確定到處理過(guò)程，總結(jié)事故處理經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，為今后在施工中遇到類(lèi)似情況提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

泥漿;掉塊;探管遇卡;教訓(xùn)

1 概況

孫疃井田位于安徽省濉溪縣境內(nèi)南約40 km，現(xiàn)已進(jìn)入補(bǔ)充勘探及深部詳查施工階段。井田鉆孔穿過(guò)厚約200 m的第三、第四系地層和二疊系地層中的上石盒子組、下石盒子組與山西組。交界面處有礫石層，泥質(zhì)膠結(jié)，不穩(wěn)定。風(fēng)化破碎帶及部分砂巖層段巖石破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育。

28-S4孔于2010年9月19日開(kāi)鉆，于11月15日終孔，鉆探施工周期58天，終孔深度1246 m。鉆孔結(jié)構(gòu):110 mm ×220 m+91 mm ×1026 m。采用設(shè)備:XY-6B型鉆機(jī)、NBB-260/7型泥漿泵、4135柴油機(jī)、22.5 m四角管子鉆塔、68 mm鉆鋌與60 mm鉆桿等。

在11月16日測(cè)井過(guò)程中，由于孔壁破碎巖石發(fā)生掉塊，將測(cè)井探管卡在孔底1240 m處，上下不能活動(dòng)。雖然經(jīng)過(guò)處理將測(cè)井探管打撈上來(lái)，避免了一起將放射源遺留在孔內(nèi)的事故的發(fā)生，但總結(jié)分析事故發(fā)生原因及處理過(guò)程，為今后在施工中避免類(lèi)似事故，減少經(jīng)濟(jì)損失，提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

2 事故發(fā)生經(jīng)過(guò)

28-S4孔于2010年11月15日終孔，施工中使用的是Na-PaN-KHm泥漿，泥漿性能:粘度28 s、密度1.22 kg/L。在整個(gè)施工過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)孔內(nèi)異常情況，順利終孔。終孔當(dāng)天鉆機(jī)人員提心測(cè)井時(shí)測(cè)井儀下不到孔底，所以將泥漿調(diào)稀（粘度20 s、密度1.08 kg/L），使用91 mm無(wú)心鉆頭+變徑接頭+89 mm巖心管+變徑接頭+68 mm鉆鋌+變徑接頭+60 mm鉆桿的鉆具下入到孔底，一是輕壓慢轉(zhuǎn)鉆進(jìn)循環(huán)泥漿沖孔，二是測(cè)井前進(jìn)行一次順孔，用時(shí)約13 h。

12月16日，鉆機(jī)進(jìn)行探?jīng)_孔后，測(cè)井車(chē)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，隨后測(cè)井人員詢問(wèn)了解鉆孔的基本情況，開(kāi)始測(cè)井準(zhǔn)備工作。第一回次下入聲速測(cè)井儀，下到1242 m遇阻（孔底有約4 m厚的沉積巖粉），提升儀器測(cè)井順利。第二回次下入探管儀（外徑56 mm）到1242 m，在向上提升2 m后，突然出現(xiàn)提拉不動(dòng)現(xiàn)象，之后多次用人工拉放電纜均無(wú)效，最終測(cè)井探管被卡在孔底1240 m處。

3 事故發(fā)生原因分析

（1）由于該孔施工中使用的泥漿較稠，施工周期比較長(zhǎng)，孔壁已形成穩(wěn)定的泥皮。測(cè)井前將泥漿稠稀后，下鉆具循環(huán)泥漿沖孔，為將孔底巖粉排除干凈，使用大泵量沖孔。由于泥漿稀，沖孔時(shí)泥漿呈紊流狀態(tài)從孔底沿鉆具與孔壁環(huán)狀間隙向上流動(dòng)，對(duì)孔壁的沖刷作用大，造成孔壁原已形成的穩(wěn)定的泥皮被沖刷掉，引發(fā)孔壁上破碎巖石發(fā)生掉塊。

（2）由于將泥漿稠稀后，泥漿密度由原來(lái)的1.22 kg/L下降到1.08 kg/L，使得孔內(nèi)液柱壓力隨之降低，打破了原來(lái)孔壁支撐平衡，使得孔壁上的破碎巖石在地層壓力作用下向孔內(nèi)移動(dòng)形成掉塊。

（3）裸眼孔徑不規(guī)則，在第一回次下入聲波測(cè)井儀，儀器在孔內(nèi)上下活動(dòng)時(shí)，由于儀器短，電纜呈柔性，在鉆孔“狗腿”度大的孔段儀器刮孔壁，將不穩(wěn)定巖石碰活動(dòng)，給下一回次下儀器帶來(lái)卡管隱患。

（4）使用帶巖心管的無(wú)心鉆具進(jìn)行順、沖孔，在起鉆過(guò)程中提鉆速度快，由于抽吸作用形成負(fù)壓，易造成地層中破碎巖石變活動(dòng)，在外來(lái)物體碰動(dòng)下，形成掉塊。

4 事故處理方案的確定

事故發(fā)生后，工程技術(shù)人員通過(guò)分析研究，制定了如下處理方案。

（1）首先下旁開(kāi)式打撈筒的鉆具（見(jiàn)圖1），在打撈筒碰到探管后，用牙鉗轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具將探管套活動(dòng)，隨同電纜一起提出鉆孔。

圖1 旁開(kāi)式打撈筒結(jié)構(gòu)示意圖

（2）如果在下鉆途中將電纜切斷，用外鉤撈繩器（見(jiàn)圖2）+安全接頭+鉆桿的鉆具組合，在孔內(nèi)電纜斷頭之下每10 m分次轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具逐步撈取電纜，最多下深40 m必須提鉆，將電纜打撈干凈。下安全接頭的目的是萬(wàn)一遇卡時(shí)，可從安全接頭處倒開(kāi)，提出上部鉆具，然后下銑筒套銑電纜解卡。

（3）將探管上部的電纜打撈干凈后，第三步下卡簧式打撈套筒（見(jiàn)圖3）+鉆桿的鉆具套取探管。

圖2 外鉤撈繩器結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 卡簧式打撈套筒結(jié)構(gòu)示意圖

5 事故處理過(guò)程

（1）探管被卡在孔內(nèi)后，由于現(xiàn)場(chǎng)條件限制，就地用巖心管簡(jiǎn)易加工制作了一旁開(kāi)式打撈筒，將電纜引入打撈筒通過(guò)鉆桿緩慢送入孔內(nèi)，同時(shí)將井口電纜固定牢，不妨礙孔口下鉆操作。當(dāng)打撈筒下到902 m遇阻時(shí)，提上鉆具后發(fā)現(xiàn)電纜被切斷。經(jīng)計(jì)算孔內(nèi)遺留有約568 m電纜（電纜斷頭深度約在672 m左右）。

（2）因電纜被鉆具擠壓斷（或是在打撈筒下口被切斷），應(yīng)首先打撈電纜。鉆機(jī)人員將外鉤撈繩器（0.8 m長(zhǎng)）+安全接頭+變徑接頭+60 mm鉆桿，一次下到約1125 m，當(dāng)操作人員感覺(jué)遇阻時(shí)才提升鉆具，在提升約10 m后提不動(dòng)，但這時(shí)有向下3 m左右的竄動(dòng)空間，后經(jīng)反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)、竄動(dòng)鉆具均不能將打撈鉆具提出鉆孔，判斷孔內(nèi)電纜已將打撈矛和鉆具纏繞住，使打撈器脫不了鉤。

（3）在打撈鉆具脫不了鉤的情況下，工程技術(shù)人員分析由于下鉆具過(guò)多，孔內(nèi)電纜很可能將安全接頭上部的鉆具都纏繞住了。研究決定將鉆具上提拉死后（實(shí)際上提5 m高度），先將孔內(nèi)上部鉆具倒開(kāi)，剩余部分用60 mm反絲鉆具反取孔內(nèi)被纏鉆具。首次倒開(kāi)23個(gè)立根414.6 m長(zhǎng)，然后下反絲鉆具只用5個(gè)回次就將孔內(nèi)被纏鉆桿反出，每次均及時(shí)下入撈繩器撈出孔內(nèi)等長(zhǎng)的電纜（實(shí)踐證明，電纜將安全接頭上部的鉆桿都纏住了，所以每次反取都沒(méi)有從安全接頭處開(kāi)），每回次撈出電纜后，均丈量電纜長(zhǎng)度，計(jì)算出孔內(nèi)剩余電纜長(zhǎng)度，確定電纜頭的深度。

（4）在最后孔內(nèi)剩余撈繩器（0.8 m長(zhǎng)）+安全接頭+變徑接頭和一小根鉆桿時(shí)，在認(rèn)頭逮住反的過(guò)程中，由于經(jīng)前幾次的反取，被纏鉆具變活動(dòng)，強(qiáng)提拉鉆具使被纏鉆具向上竄動(dòng)提升約70 m高度，因該處孔徑小，所以能把被纏鉆具抱死，最終從安全接頭處反開(kāi)撈出，孔內(nèi)只剩余撈繩器+安全接頭（下體）。

（5）下?lián)评K器將孔內(nèi)電纜撈出，本回次撈出電纜長(zhǎng)度約80 m左右，證明電纜主要是纏繞在安全接頭之上鉆桿部位。經(jīng)計(jì)算孔底還遺留有約118 m長(zhǎng)的電纜，主要分布在1125 m之下。

（7）由于孔內(nèi)所剩被纏鉆具較短，改下正扣公錐鉆具打撈，但碰頭后錐尖進(jìn)不去。下強(qiáng)磁打撈器撈出孔內(nèi)磨碎的殘留電纜，之后下接有螺絲頭（端面粘有膠皮）的鉆具對(duì)孔內(nèi)安全接頭端面位置及形狀進(jìn)行打印照相，獲取了接頭裸露端面形狀。

（8）調(diào)整彎鉆桿的彎曲度，用正扣公錐一次將孔內(nèi)的撈繩器+安全接頭打撈上來(lái)，之后撈凈孔內(nèi)殘留電纜（由于探管在孔底卡得緊，電纜在探管頭部被拉斷）。

（9）最后下入用巖心管制作的卡簧式打撈套筒，在確認(rèn)探管上端被裝入巖心管后，用鉆具自重將探管趕壓到孔底，使打撈管套至探管的2/3長(zhǎng)度后，提鉆將探管打撈上來(lái)（放射源完好無(wú)損）。

6 事故教訓(xùn)與體會(huì)

6.1 事故教訓(xùn)

（1）用稀泥漿循環(huán)沖孔，破壞了原孔壁的穩(wěn)定性，易引發(fā)孔內(nèi)復(fù)雜情況發(fā)生，因此鉆孔終孔測(cè)井前不要大調(diào)泥漿。

（2）現(xiàn)場(chǎng)制作的旁開(kāi)式測(cè)井儀打撈筒粗糙，易刮電纜。再者因基巖段孔徑為91 mm，電纜直徑為5.7 mm，下60 mm鉆桿（接頭外徑為75 mm）的鉆具打撈時(shí)，因環(huán)空間隙小，電纜容易纏繞鉆桿被擠壓斷。

（3）在用撈繩器撈取孔內(nèi)電纜時(shí)，由于操作人員沒(méi)有按原定方案中的技術(shù)步驟操作，麻痹大意，當(dāng)下鉆超過(guò)電纜頭深度后，誤認(rèn)為即使打撈矛超過(guò)電纜頭很多，電纜也不會(huì)纏繞住打撈鉆具，結(jié)果造成打撈鉆具被電纜纏繞在孔內(nèi)，使本來(lái)的簡(jiǎn)單事故變的復(fù)雜化。

6.2 體會(huì)

（1）終孔測(cè)井前用好泥漿，嚴(yán)禁大調(diào)泥漿，并充分循環(huán)泥漿，把孔底巖粉排干凈。測(cè)井前下無(wú)心鉆具順孔沖孔，起鉆時(shí)要控制提鉆速度，減少抽吸作用，同時(shí)要用泥漿灌孔，保持孔內(nèi)泥漿液面不降。

（2）如測(cè)井過(guò)程中儀器被卡在孔內(nèi)，首先用人力耐心提拉活動(dòng)電纜，無(wú)效后再采取其他措施，如電纜被扯斷則應(yīng)初步估算出孔內(nèi)殘留電纜的長(zhǎng)度及電纜頭的深度。

（3）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)備有多種規(guī)格、尺寸精確、工藝精致的專(zhuān)用打撈工具，以備急用。為防止誤操作使電纜纏繞住鉆具，應(yīng)選用撈繩器+一根鉆桿+安全接頭+鉆桿的鉆具結(jié)構(gòu)，即使被纏繞也方便從上部倒開(kāi)鉆具，套銑后再打撈撈繩器。

（4）在處理孔內(nèi)事故時(shí)，應(yīng)調(diào)整好泥漿，防止沉淀巖粉造成埋鉆事故。

（5）出現(xiàn)事故后，要分析清楚事故的性質(zhì)，制定處理方案并進(jìn)行交底。操作人員應(yīng)依據(jù)確定的處理方案，不能盲目、急躁地去處理，不能抱著僥幸心理進(jìn)行操作，否則將可能導(dǎo)致事故惡化。

［1］ 武漢地質(zhì)學(xué)院，等.鉆探工藝學(xué)（中冊(cè)）［M］.北京:地質(zhì)出版社，1981.

［2］ 劉汝山，曾義金.鉆井井下復(fù)雜問(wèn)題預(yù)防與處理［M］.北京:中國(guó)石化出版社，2005.

［3］ 劉廣志.巖心鉆探事故預(yù)防與處理［M］.北京:地質(zhì)出版社，1982.

［4］ 石立明.ZK1601孔鉆具脫扣事故理方法［J］.探礦工程（巖土鉆掘工程），2004，31（4）.

［5］ 煤炭部地質(zhì)局.煤田地質(zhì)鉆探［M］.山西太原:山西人民出版社，1984.

Treatment of Downhole Accident of Logging Tool Blocking and the Lesson

XU Gang（No.3 Exploration Team，Anhui Provincial Bureau of Coal Geology，Suzhou Anhui 234000，China）

The mud property is largely adjusted before the hole termination in coalfield drilling，the stability of hole wall was destructed by the changed mud property，which leads to fractured rock falling and logging tube blocking;and improper treatment would make the accident even more complicated.The causes of blocking were analyzed with the treatment experience and lessons.

mud;block falling;logging tube blocking;lesson

P634.8

B

1672-7428（2012）01-0050-03

2011-05-06;

2011-10-26

胥剛（1959-），男（漢族），河南光山人，安徽省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)高級(jí)工程師，鉆探工程專(zhuān)業(yè)，從事鉆探技術(shù)及施工管理工作，安徽省宿州市北關(guān)第三勘探隊(duì)生產(chǎn)技術(shù)管理部，2008xg10@163.com。